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從最初的生命到形如天鵝的恐龍,2017年最重要化石發現都在這裡

圖片來源:WILLIAM GRAF/Erikksonet al 2017/Lukas Panzarin/Andrea Cau/Royal Tyrrell Museum of Palaeontology

《衛報》重訪失落的世界(The Lost Worlds Revisited)團隊聚集了古生物、化石、博物館方面的專家,2017年底他們盤點了這一年最重要的化石發現。

撰文 | Susannah Lydon, Hanneke Meijer 等

翻譯 | 阿金

審校 | 小鷗 譚坤

重訪失落的世界團隊一直在回顧過去十二個月內豐富的古生物發現。選擇之多讓我們無從下手,我們還在推特上徵集2017年大家最喜愛的化石發現。現在,我們將為大家奉上年度最佳化石盤點,當然,其中夾雜了我們個人偏愛的「私貨」。敬請欣賞!

地球上最初的生命

撰文:Susannah Lydon

2017年一些最小的化石發現卻最富爭議。去年三月,Matthew Dodd 和他的同事展示了在加拿大魁北克省岩石中發現的由氧化鐵組成的微小管狀和長絲狀物質,形成於距今37.7億至42.8億年之間。他們認為這些是曾經生活在熱液噴口附近的細菌殘骸,將最早的生物活動證據提早至37.7億年以前,甚至可以確定地再往前推5億年。同年九月,古生物學家田代孝之(Takayuki Tashiro)和他的同事分析了一些來自加拿大拉布拉多省北部岩石中距今39.5億年的石墨顆粒。通過檢測同位素比,他們得出結論是這些碳是由生物製造的,但並不是所有研究人員都認可這個解釋。

圖片來源:歐洲同步輻射光源所

最終,在十二月中旬公布的一項研究中,BillSchopf 和他的同事使用西澳大利亞距今34.6億年的頂角燧石(Apex Chert)中的微體化石,通過測定其碳同位素組成,確認了之前具有爭議性的生物學起源,甚至還識別出具體代表著哪些微生物種群。其中有兩種是原始的光合細菌,一種是產生甲烷的古菌,另外還有兩種是消耗甲烷的菌。這項驚人的研究表明,早在35億年前,進行甲烷循環的微生物群落就已經建立了。

哈茲卡盜龍(Halszkaraptor):名字霸氣,身形優雅如天鵝

撰文:Hanneke Meijer

2017 年是古生物學大年,要從各方面來了解所有化石大發現實屬不易。然而,其中最傑出的當屬最近出土的獸腳亞目恐龍化石。研究人員使用3D掃描技術進行非侵入性研究後,展示出了其精妙的類鳥特徵。

圖片來源:nature.com

鳥類起源於恐龍這一理論已被古脊椎動物學家普遍接受。那些保存異常完好的恐龍化石的發現,例如來自中國遼寧省的化石,已經表明我們曾經認為專屬於鳥類的許多特徵,其實已廣泛出現在獸腳亞目的恐龍身上(最終演化成鳥類的一類恐龍),其中也包括最終沒有演化為鳥類的分支。

但是,還是沒人預料到埃氏哈茲卡盜龍(Halszkaraptor escuilliei)的出現。這是一種來自蒙古的新的非鳥類獸腳亞目恐龍,它們脖頸修長,佔了全身一半的長度,也是中生代獸腳亞目恐龍中最長的。這很容易讓人聯想到某些鳥類,尤其是天鵝。哈茲卡盜龍成為馳龍科恐龍的一個新分支——埃氏哈茲卡盜龍屬(Halszkaraptorinae),它不同尋常的形態說明其半水生的生活方式。我們能夠在企鵝和其他水生鳥類身上看到類似的扁平狀翼骨,它的牙齒數目很多,表明這可能是一種食肉類恐龍。另外,哈茲卡盜龍似乎是首個能夠在陸地和水中活動的非鳥恐龍。負責該研究的作者在論文的最後一段陳述道,哈茲卡盜龍向我們證明恐龍的種類繁多,還有更多的等著我們去發現。

圖片來源:Lukas Panzarin and Andrea Cau

馬氏北方盾龍(Borealopelta markmitchelli)

撰文:Dave Hone

這種身披鎧甲的恐龍新種是著名的甲龍的近親,對它的第一次報道要追溯到2013年在加拿大艾伯塔省(Alberta)北部附近的一次偶然發現。一位發掘機操作人員在山坡上發現了一個小點。由此,這種曾在陸地上生活,死後先是漂洋過海,完好無損地沉入海底埋藏起來的稀有生物,在歷經數百萬年之後終再見天日。包裹在化石周圍的岩石無比堅硬,而其中的骨骸又脆弱不堪,博物館標本製作人員 Mark Mitchell 花了數年時間小心處理。這個新品種恐龍的最終命名加入了他本人的名字,以表彰其傑出的工作。

圖片來源:Royal Tyrrell Palaeont 博物館

然而,這個化石本身要比其死亡和化石化過程更值得矚目。北方盾龍是迄今為止保存最好的恐龍化石之一,不僅主要骨骼近乎完整,而且保留有大量構成其盔甲的骨骼突起和骨板。更好的是,它們都保留在原來的身體部位,所以能夠清楚看到它們在身體上是如何排列及變化的。還有一點,大部分盔甲上都覆蓋著一層角質鞘。這種動物的皮膚也被完美保存下來,具有極高的保真度,有關北方盾龍顏色與皮膚斑紋,及其巨大肩脊的可能用處的研究也已發表。

印度犄龍(Shringasaurus),「印度的長角蜥蜴」

撰文:Elsa Panciroli

在二疊紀末期,地質史上最大規模的滅絕大事件之後,三疊紀的生物演化方式簡直如一位剛離家的青蔥少年放飛自我。這位「少年」身處一個毫無限制的全新世界,開啟了瘋狂實驗模式。在這段時間內出現了許多稀奇古怪又獨一無二的搭配組合(有點類似於上世紀80年代人類搞的大部分實驗)。進化試圖將各種可能性都嘗試一次。

圖片來源:Sengupta, Ezcurra& Bandyopadhyay/Sengupta, Ezcurra & Bandyopadhyay/Wikimedia Commons

2017年發現的印度犄龍(Shringasaurus indicus)就證明了三疊紀生命形式的獨特屬性。在2.4億年前,這種新發現的初龍類動物伸展著四條腿,蹣跚在如今的印度大陸上。它的腦袋上頂著兩個朝前的犄角,後面連著修長的脖子和身體。身體前部的肩膀有力地隆起,後背線條彎曲起伏,拖著一條長長的尾巴,看上去像是犀牛和科莫多龍的「愛情結晶」。這頭身形笨重、肉滾滾的古怪食草類恐龍全身可長達3.5米,類似於現代世界的大型牛科動物。據證,印度犄龍的犄角跟牛角的功能一樣,是性選擇(sexual selection)的結果。通過已經發現的一些不同年齡和性別的犄龍部分化石遺骸,研究人員已經能夠了解很多有關這種動物是如何成長的:它們的犄角是性別二態的表現,只有雄性才會擁有。

像印度犄龍這類的三疊紀動物有助於我們了解更大的演化圖景。它們是二疊紀末期生物大滅絕後重建的第一批生態系統中的一員,為我們了解地球在歷經大災難後是如何恢復生機的提供了信息。它們也是鱷魚、烏龜、恐龍和許多相繼出現而已經滅絕的爬行動物等輻射演化枝系的先驅。同時,它們的外形實在是太詭異了,這也是它們在今年的化石年度榜單上佔有一席之地的原因。

巨大的「博比特蟲」

撰文:Hanneke Meijer

如果你讀過弗蘭克·赫伯特的科幻小說《沙丘》,那你一定會注意到其中描寫的沙蟲——一種居住在沙漠星球阿拉吉上的巨型蟲形生物。謝天謝地,我們住在地球上的人類不用擔心會被這種大蟲子給吃掉。但是在加拿大安大略省發現的泥盆紀頜化石表明,這種大蟲子確實曾經在地球上存在過。

這種新的巨型多毛綱蠕蟲學名為Websteroprion armstrongi(第一部分以已故重金屬搖滾貝斯手 Alex Webster 命名),其形態是根據這些顎化石描繪出的。儘管這類蠕蟲又長又軟,它們的化石卻保持得相當完好。它們自古生代(5.41-2.51億年前)就存在,其滅絕形式表現出多元化的身體結構。1994年,安大略地質調查局的 DerekK Armstrong 在安大略省的一處偏遠地區進行地質調查時,收集到了這些化石樣本,它們如今被收藏在安大略皇家博物館內。

圖片來源: Erikkson et al 2017

這種新的多毛綱蠕蟲只有顎部(jaw, 它們身上唯一堅硬的部分)被留存下來,其長度超過1厘米。誠然,這聽上去沒什麼了不起,但是在蠕蟲世界裡,Websteroprion的顎算得上是個龐然大物,因為大多多毛綱蠕蟲為顎化石大多長0.1到2毫米。研究人員從長度推斷,這種蠕蟲身體長度有1到2米,類似於當今的「巨型岩蟲」,通俗地被稱作「博比特蟲」。其殘餘的顎部表明這是一條成年蠕蟲,因為一些多毛綱蠕蟲在成年後也會繼續生長,W. armstrongi 可能還會長得更長些。在所有蠕蟲化石記錄中它擁有最大的顎部,表明「巨型化」作為生態上的一種重要特徵於4億年前在蠕蟲身上已經出現。此外,它們也表現出作為現存博物館藏品的重要性,因為這些化石可能還藏著未被發現的價值。

南極史前化石Antarcticeras nordenskjoeldi

撰文:Mark Carnall

2017年是古生物學化石發現的井噴之年,我相信只需要一周的時間,我們的重訪失落的世界團隊就有充足的材料來撰寫我們的年度盤點了。然而,除了那些眼花繚亂、酷炫無比而足以登上頭條的發現之外,2017年也非常適合開展一些諸如物種清單、分類整理以及除了發現保存完好的各類化石和恐龍之外的古生物學的低調工作。一年的這個時候,我喜歡瀏覽一下維基百科一整年裡古生物學大小發現的摘要,我必須承認,我今年的年度最佳發現,在它今年三月剛發表時我完全不知道。

我的年度發現給了始新世頭足綱(就是囊括了章魚、烏賊、鸚鵡螺和菊石的那個類群)的一個新物種,它來自南極,學名為Antarcticeras nordenskjoeldi。化石看上去平平無奇,而且論文里也沒有配上漂亮的復原藝術渲染圖,但是來自瑞典和阿根廷的研究人員(Doguzhaeva et al. 2017)對其細緻的闡述值得注意。根據該物種殼結構的細節和虹吸管(一根通過殼室可交換氣體和液體的軟管)的位置,A.nordenskjoeldi被定義為一種新的物種,屬於新的科、新的目,而且還是頭足綱的新亞綱——蛸亞綱的唯一物種。

圖片來源;Doguzhaeva et al.,2017/PLOS ONE

目前頭足綱有四個主要相當確定的類群,而這個潛力巨大的新發現為其增添了一個新的種群,同時,論文作者表示,A.nordenskjoeldi化石展示出軟體頭足綱目生物的第三種演化內殼的方式,這種方式與墨魚和旋殼烏賊的並行演化。幸運的是,這篇論文可免費閱讀,所以你可以親自去看一下。但是,借用網路流行語來說,有實錘才能搞大事。這仍然算一種大膽的推測,有時候科學需要這樣的魄力,而且時間將會證明蛸亞綱是否會被學界接受或拒絕。到目前為止,這些發現尚未在研究頭足綱的古生物學界激起太多的水花。假如這項研究是針對哺乳動物或恐龍的,這篇論文就可以贏得巨大關注(正如今年我們也看到的蜥臀目和鳥臀目方面的「低水平」研究),但在低調的頭足綱研究中,這個種群的研究狀況也是相對不那麼得明朗,因此這項研究會有日漸淹沒消失的風險,而無法帶動進行頭足綱的演化進程的重新評估。

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